Copernicus Land Monitoring – CLC+Core

Aufbau eines vielseitig einsetzbaren rasterbasierten Datenspeichers zur Unterstützung maßgeschneiderter thematischer Informationen über Landnutzung und Landbedeckung.

Ein Projekt zur Verbesserung der Kategorisierung von Landnutzung und Landbedeckung, die für den Erfolg von Klimaschutzmaßnahmen relevant sind.

Im Auftrag der Europäischen Umweltagentur (EUA) entwickelt Cloudflight einen der drei Teile der CLC+ Suite (CORINE Land Cover 2nd generation). Der erste ist der CLC+ Backbone, der einige Rohdaten und die Infrastruktur enthält. Als zweiter Teil ermöglicht der CLC+ Core große Mengen von Landüberwachungsdaten zu konsolidieren und diese heterogenen Daten unter Verwendung der EAGLE-Nomenklatur zu standardisieren, um maßgeschneiderte Informationsschichten auszugeben, die in der Ausgabe einer CLC+ Instanz resultieren.

Michael Aspetsberger, Industry Focus Leader Aerospace at Cloudflight

Michael Aspetsberger
Industry Focus
Leader Aerospace

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Herausforderung

Das CLC+ Core Projekt ist Teil des Copernicus Land Monitoring Service (CLMS), eines europäischen Programms zur Überwachung der Erdoberfläche, das Daten von Satelliten sammelt und sie mit Beobachtungsdaten von Sensornetzen auf der Erdoberfläche kombiniert.

Nach der Erfassung werden die Daten verarbeitet und liefern zuverlässige und aktuelle Informationen zu sechs Themenbereichen. Diese Bereiche sind: Land, Meer, Atmosphäre, Klimawandel, Notfallmanagement und Sicherheit. Diese sechs thematischen Informationsservices werden anschließend von verschiedenen Organisationen verwaltet.

Das CLMS liefert geografische Informationen über die Landbedeckung für ein breites Spektrum von Nutzern im Bereich der terrestrischen Umweltanwendungen.  Dazu gehören Landnutzungs- und Landbedeckungsmerkmale sowie deren Veränderungen, der Zustand der Vegetation, der Wasserkreislauf und Variablen zur Oberflächenenergie der Erde.  Diese CLMS-Produkte sind außerdem in fünf Kategorien unterteilt, von denen eine die Kartierung der Landbedeckung und der Landnutzung ist.

Die Produkte und Dienste (und ihre Prioritäten) werden ständig weiterentwickelt und ihre Erstellung und Entwicklung wird in Absprache mit den Interessengruppen festgelegt, die vom Copernicus-Nutzerforum beraten werden. Cloudflight stellt sein Expertenwissen zur Verfügung, um das CLC+ Core-Projekt bei weiteren Verbesserungen der Software zu unterstützen.

Schließlich wird das CLC+-Projekt nicht nur den Bedarf der Europäischen Umweltagentur (EUA) selbst decken, sondern den aller Länder des Europäischen Wirtschaftsraums (32 Mitgliedsstaaten und 6 kooperierende Länder). Jede Regierung hat ihre eigene Politik, ihre eigenen Rahmenwerke, Datenformate und Datenbanken. All dies führt dazu, dass eine große Anzahl von Anforderungen erfüllt werden muss um die Erwartungen der Beteiligten zu erfüllen. Zusätzlich sind auch Unsicherheiten bezüglich des Designs und des Arbeitsablaufs des Endprodukts zu bewältigen.

Das CLC+-Kernsystem wird schließlich das gesamte Gebiet der EWR-38-Staaten abdecken, was einer Fläche von fast 6 Millionen km² in der EU entspricht. Um eine CLC+-Instanz auszugeben, müssen die gewünschten Datensätze in das System importiert werden (Ingestion), und die auf der Grundlage der angewandten Regeln berechneten Ergebnisse (Extraktion) werden innerhalb weniger Stunden verfügbar sein.

Idee

Das Team von Cloudflight erstellte anhand von Best Practices einen Plan um das System für die Endbenutzer so zugänglich wie möglich zu gestalten und gleichzeitig im Hintergrund große Datenmengen abzuwicklen, die dem CLC+ Core zur Verfügung gestellt werden.

Aus technischer Sicht besteht die grundlegende Herausforderung darin, das System benutzerfreundlich zu gestalten und mit ausreichenden Funktionen auszustatten, um eine praktikable Softwarelösung zu schaffen.

Die CLC+ Core-Datenbank (eine der Komponenten von CLC+) ermöglicht die Ableitung von Produkten, auch Instanzen genannt, zur Unterstützung wichtiger politischer Ziele der EU sowie zur Erfüllung spezifischer Anforderungen von Interessengruppen in den Mitgliedstaaten des Europäischen Wirtschaftsraums. Wichtige erste Anwendungsfälle für CLC+ Core Instances betreffen die Überwachung, Berichterstattung und Validierung zur Unterstützung der Umsetzung der Verordnung über die Einbeziehung von Treibhausgasemissionen und -abbau durch Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft (LULUCF).

Daher legte Cloudflight nach dem Entwurf eines Proof-of-Concept den Schwerpunkt auf eine möglichst große Beteiligung der Endnutzer, um die Lösung schnell an die Bedürfnisse seiner Kunden anzupassen.

Unser Ansatz: Sei agil!

Durch den Einsatz eines flexiblen Datenverabreitungsansatzes können sowohl bereits bestehende als auch zukünftige Produkte des europäischen Copernicus Land Monitoring Service (CLMS) dem CLC+ Core als Datengrundlage zur Verfügung gestellt werden. Ebenso ist es möglich, verschiedene nationale Landabdeckungs-/Landnutzungsprodukte unter Verwendung eines standardisierten Integrationssatzes mittels des EAGLE-Datenmodells einzubeziehen.

In order to ensure that users are able to easily create complex expression rules we implemented a Ruleset Query Builder which you can see in the picture above.
Um sicherzustellen, dass die Benutzer in der Lage sind, komplexe Regeln einfach zu erstellen, wurde ein Ruleset Query Builder implementiert.

Lösung

Aufbauend auf dem CLC+ Backbone bildet CLC+ Core die zweite Stufe der CLC+ Product Suite. Das Projekt besteht aus drei Stufen, wobei die CLC+ Instance als Endprodukt dem Nutzer zur Verfügung steht. Die gesamte Suite wird zukünftig als neuer Standard für die Aggregation, Standardisierung und Kombination bestehender Landnutzungs- und Landbedeckungsdaten dienen.

CLC+ Core stellt ein gitterbasiertes Datenmodell auf Basis des EEA-Referenzgitters zur Verfügung, in dem verschiedene Eingangsdaten gesammelt werden können. Dieses Gitter wird verwendet, um neue Instanzdaten zu erzeugen. Darüber hinaus können mittels CLC+ Core harmonisierte Datensätze unterschiedlicher thematischer und zeitlicher Zusammenhänge sowie unterschiedlicher räumlicher Auflösung kombiniert werden. Diese Extraktionen können somit verschiedene Kombinationen von Datensätzen aus diversen Quellen enthalten. Ziel des Systems ist es, die Benutzer zu animieren so viele Informationen und Daten wie möglich zur Verfügung zu stellen. Daher muss es einfach zu bedienen, leicht zu verstehen und flexibel in der Akzeptanz des Datenformates sein.

Folglich muss das System folgende Anforderungen erfüllen:

Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit hinsichtlich seiner Handhabung Flexibilität bezüglich der Eingabedaten
Cloudflight

Cloudflight entwickelt kundenspezifische Softwarelösungen mit Fokus auf High-Performance-Computing, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit. Die Software für dieses Projekt wird von hauseigenen Experten-Teams entwickelt, validiert, bereitgestellt und gehostet.

GeoVille

Die GeoVille GmbH ist ein in Österreich ansässiges Unternehmen mit der Vision, noch unbekannte Auswirkungen menschlicher Einflüsse auf der ganzen Welt neu zu kartieren. Das Unternehmen widmet sich der Bereitstellung einer breiten Palette von Mehrwertdiensten für Erdbeobachtungsdaten und GIS-Anwendungen.

GAF AG

Die GAF AG, ein e-GEOS (Telespazio/ASI) Unternehmen, wurde 1985 als erstes deutsches Unternehmen für angewandte Fernerkundung gegründet. Mit ihrem umfangreichen Dienstleistungsportfolio ist die GAF einer der größten europäischen Geoinformationsdienstleister und ein wichtiger Vertriebspartner von kommerziellen Erdbeobachtungsdaten.

Vision

  • Suchen Sie eine Lösung, die Ihr Big-Data-System automatisiert und optimiert?
  • Arbeiten Sie mit großen Datenmengen und wollen diese zugänglich machen?
Michael Aspetsberger, Industry Focus Leader Aerospace at Cloudflight

Michael Aspetsberger
Industry Focus
Leader Aerospace

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